Μια ομάδα ερευνητών πέτυχε μια σημαντική πρόοδο στη νευροτεχνολογία, αναπτύσσοντας μια διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) που μπορεί να μετατρέπει άμεσα τις σκέψεις ενός ατόμου σε κείμενο.
Το σύστημα λειτουργεί χρησιμοποιώντας ένα κάλυμμα ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (EEG) για τη συλλογή εγκεφαλικών σημάτων όταν το άτομο φαντάζεται ότι μιλά. Αυτά τα νευρικά πρότυπα επεξεργάζονται στη συνέχεια από ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης που έχει εκπαιδευτεί να αναγνωρίζει συγκεκριμένα μοτίβα σκέψης που σχετίζονται με την ομιλία. Ένα εξελιγμένο γλωσσικό μοντέλο ανασυνθέτει στη συνέχεια αυτά τα αποκωδικοποιημένα σήματα σε συνεκτικές προτάσεις με ακρίβεια άνω του 70%.
«Ουσιαστικά παρεμβαίνουμε στα σήματα όπου η σκέψη μεταφράζεται σε άρθρωση», εξήγησε ένας από τους ερευνητές. «Αυτό που αποκωδικοποιούμε είναι μετά τη σκέψη, αφού έχουμε αποφασίσει τι θα πούμε, αφού έχουμε επιλέξει τις λέξεις και τον τρόπο που θα κινήσουμε τους μύες του φωνητικού μας συστήματος.»
Σε αντίθεση με προηγούμενα συστήματα BCI που απαιτούσαν επεμβατική χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο, αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιεί μη επεμβατικό EEG, καθιστώντας τη πιο προσιτή και πρακτική για καθημερινή χρήση. Οι μη επεμβατικές προσεγγίσεις όπως το EEG χρησιμοποιούν ηλεκτρόδια τοποθετημένα στο τριχωτό της κεφαλής, προσφέροντας ασφάλεια και ευκολία, αν και τα σήματα είναι κάπως ασθενέστερα σε σύγκριση με τις επεμβατικές μεθόδους που τοποθετούν ηλεκτρόδια απευθείας στην επιφάνεια του εγκεφάλου.
Το σύστημα χρησιμοποιεί μια υβριδική διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή βασισμένη σε ένα συνελικτικό νευρωνικό δίκτυο δύο ροών, συνδυάζοντας πολλαπλά παραδείγματα για τη βελτίωση της ακρίβειας αποκωδικοποίησης. Αυτή η προσέγγιση έχει αποδείξει συγκρίσιμη απόδοση σε διάφορα σενάρια, επιβεβαιώνοντας την ευελιξία και την αξιοπιστία της.
Μια σημαντική πρόκληση στις διεπαφές BCI ήταν ότι πολλοί χρήστες δυσκολεύονται να επιτύχουν αξιόπιστα επίπεδα ακρίβειας. Τα τυπικά μοντέλα συχνά αποτυγχάνουν να συλλάβουν την πολυπλοκότητα της εγκεφαλικής δραστηριότητας, εμποδίζοντας περίπου το 40% των χρηστών να φτάσουν το 70% ακρίβειας, που θεωρείται κρίσιμο όριο για αποτελεσματική χρήση BCI. Το νέο σύστημα αντιμετωπίζει αυτό το ζήτημα προσαρμοζόμενο στα μοναδικά εγκεφαλικά πρότυπα κάθε χρήστη.
Οι επιπτώσεις για άτομα με σοβαρές νευρολογικές παθήσεις είναι βαθιές. Για ασθενείς με αφασία ή δυσκολίες ομιλίας λόγω εγκεφαλικής βλάβης, αυτή η διεπαφή μπορεί να ταξινομεί και να αναγνωρίζει εγκεφαλικά σήματα εντοπίζοντας συγκεκριμένα μοτίβα δραστηριότητας EEG, επιτρέποντάς τους να ελέγχουν συσκευές εισόδου υπολογιστή όπως ορθογράφους και συνθέτες ομιλίας με τις σκέψεις τους.
Καθώς η έρευνα συνεχίζεται, οι επιστήμονες στοχεύουν στη βελτίωση της ακρίβειας του συστήματος και στην επέκταση του λεξιλογίου του. Η τεχνολογία αυτή αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς την αποκατάσταση της ικανότητας επικοινωνίας για όσους την έχουν χάσει λόγω παράλυσης, εγκεφαλικού ή εκφυλιστικών ασθενειών.